パワーエレクトロニクス

科目基礎情報

学校 阿南工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 パワーエレクトロニクス
科目番号 1315E01 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電気コース 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 パワーエレクトニクス 矢野・打田 著(丸善出版)
担当教員 中村 厚信

到達目標

1.サイリスタの特徴とその基本事項について説明できる。
2.整流回路の基本動作について理解し、平均出力電圧を計算できる。
3.降圧・昇圧チョッパ回路の基本動作について理解し、平均出力電圧を計算できる。
4.インバータ回路の基本動作について理解し、出力電圧の実効値を計算できる。

ルーブリック

理想的な到達レベル標準的な到達レベル最低限の到達レベル
到達目標1サイリスタの特徴とその基本事項について,式を用いて定量的に説明できる.サイリスタの特徴とその基本事項について定性的に説明できる.サイリスタの特徴がわかる.
到達目標2整流回路の種類と,それぞれの動作について理解し,平均出力電圧を計算できる.整流回路の種類と,それぞれの基本動作について理解し,平均出力電圧を計算できる.整流回路の平均出力電圧を計算できる.
到達目標3降圧・昇圧チョッパ回路の動作について理解し,平均出力電圧を計算できる.降圧・昇圧チョッパ回路の基本動作について理解し,平均出力電圧を計算できる.降圧・昇圧チョッパ回路の出力電圧を計算できる.
到達目標4インバータ回路の動作について理解し、出力電圧の実効値を計算できる。インバータ回路の基本動作について理解し、出力電圧の実効値を計算できる。インバータ回路の出力電圧の実効値を計算できる。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
 パワーエレクトロニクスは、各種パワー半導体デバイスを用いて電力の変換や制御を行う技術分野であるが、近年の半導体技術のめざましい進歩と相まって、現在ではほぼ全ての産業分野から、自動車・家庭用小型発電機などの民生分野に至るまで広範囲に応用されている。本講義では、その基礎事項を修得することを目的として、電力変換用回路の種類と動作原理、および基本特性について学習する。
授業の進め方と授業内容・方法:
 講義形式で授業を進めていき、必要に応じて演習などを行う。講義を深く理解するために、しっかり予習・復習するとともに、講義終了後は、与えられた課題に取り組むこと。
【授業時間30時間】
注意点:
 パワーエレクトロ二クス回路を学ぶためには、微分方程式及びフーリエ級数展開に関する知識が不可欠であるため、事前に必ず復習しておくこと。なお講義中に演習問題を解く場合があるので、必ず計算機を持参すること。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 RC,RL回路の過渡解析 RC直列、及びRL直列回路について、ラプラス変換を用いた過渡解析ができる。
2週 RLC回路の過渡解析と定常電流の計算 RLC回路の過渡解析、及び交流電源に対する定常電流の計算をすることができる。
3週 サイリスタの動作原理と単相半波整流回路 サイリスタの動作原理を理解し、単相半波整流回路の平均出力電圧を計算できる。
4週 単相全波整流回路 単相全波整流回路の動作原理が理解でき、平均出力電圧の計算ができる。
5週 三相全波整流回路 三相全波整流回路の平均出力電圧を計算できる。
6週 平滑回路とリプル コイルやコンデンサの平滑回路が理解でき、簡単な回路に対しリプルの計算ができる。
7週 交流側電流のひずみと有効電力 矩形波の総合ひずみ率を計算でき、力率や有効電力の計算ができる。
8週 中間試験
9週 他励式インバータ 他励式インバータの動作原理が理解できる。
10週 降圧チョッパ回路 降圧チョッパ回路の平均出力電圧が計算できる。
11週 昇圧チョッパ回路 昇圧チョッパ回路の平均出力電圧が計算できる。
12週 四象限チョッパ回路 四象限チョッパ回路の動作原理が理解できる。
13週 単相電圧型インバータ 単相電圧型インバータの動作原理が理解でき、平均出力電圧の計算ができる。
14週 三相電圧型インバータと三相3レベルインバータ 三相電圧型インバータ、及び三相3レベルインバータの動作原理が理解できる。
15週 PWMインバータ PWMインバータの動作原理が理解できる。
16週 期末試験返却

評価割合

定期試験小テストポートフォリオ発表・取り組み姿勢その他合計
総合評価割合6004000100
基礎的能力200200040
専門的能力400200060
分野横断的能力000000